常压射频等离子体沉积TiO_2纳米颗粒膜的空间均匀性

常压等离子体增强化学气相沉积(AP-PECVD)薄膜的均匀性是AP-PECVD技术成功应用的关键问题之一。为此,通过基片的微位移实现了TiO_2纳米颗粒薄膜的连续沉积,同时研究了基片的不同移动方式对沉积薄膜的均匀性、表面形貌、结晶结构的影响。研究结果表明:相比单向移动沉积的薄膜,来回移动沉积的薄膜均匀性会得到提高,沉积速率降低;单向移动沉积的薄膜为锐钛矿晶型,而来回移动沉积的薄膜为锐钛矿和金红石混晶结构,且随功率密度的提高,混晶结构中金红石含量提高。由紫外可见吸收光谱分析可知,相比锐钛矿单晶结构,混晶结构的TiO_2薄膜在紫外光区的吸收光谱宽度发生了明显的增宽和红移现象,且金红石含量越高,此现象越明显。根据Kubelka-Munk公式求取TiO_2薄膜的光学带隙可知,锐钛矿和金红石混晶结构会引起能带的错列分布,从而导致光学带隙降低。